烟草秸秆综合利用与展望
2020-01-09董博逸司文龙王麒然
董博逸 司文龙 王麒然
(哈尔滨烟叶公司双城烟叶经营站,黑龙江 哈尔滨 150010)
1 烟草秸秆开发利用现状
1.1 利用烟草秸秆堆肥还田
秸秆堆肥技术,即生物腐熟还田是一项新的技术研究成果,广泛应用于国内外各种农植物秸秆的腐化,其具有周期短、无污染等特点。烟草秸秆中含有大量的有机碳、纤维素、氨基酸以及丰富的 P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Na和Zn等矿质元素[1]。烟草秸秆堆肥还田,可以将秸秆中的这些营养元素还原到土壤中,不仅解决秸秆污染的问题,还可以改善土壤的生物特性,增加土壤的营养成分,同时,烟草秸秆中还含有大量的烟碱,通过堆肥技术后腐化,形成有机肥,具有一定的抗病和生化作用,并减少土壤中N的流失。
1.2 利用烟草秸秆制浆造纸
造纸的原料为木材,而我国的木材资源缺乏,经研究,烟草秸秆不仅成分与木材相近,适用于制浆造纸,而且由于烟草秸秆无节,制出的纸浆中无杂色,浆质均匀,制出的纸浆质量明显地优于部分草类纤维。目前比较成熟的烟草秸秆提取纸浆的方法主要有:碱性过氧化氢机械制浆法、苏打法、硫酸盐法、蒸汽爆破法和有机溶剂制浆法等,这几种方法提取方法都可以应用于实践中。
1.3 利用烟草秸秆制备活性炭
木质活性炭具有吸附能力强、表面积大、纯度高等特点,被广泛地应用于食品、化工、医药、纺织、城市建设等各个领域。我国制造活性炭的原料主要是木屑和木炭,以木屑生产出的活性炭非常不稳定,而木炭的原料为木材,烟草秸秆的化学成分与木材相近,因此利用烟草秸秆作为原料制备活性炭,不仅可以降低活性炭的生产成本,还可以废物利用,解决烟草秸秆的污染问题。
1.4 利用烟草秸秆提取果胶
果胶是多糖类碳氢化合物,是一种天然提取物,无毒性,经常被用作食品添加剂,还可以添加于冷饮中起到稳定剂的作用。一般地,植物的茎、叶、根和果实的细胞壁中都含有一定比例的果胶,因此,传统的研究都是关于从植物中提取果胶。最近的研究表明,烟草秸秆中也可以提取出果胶。
当满足条件:①烟梗粉末的粒度为 40目;②提取液与烟草秸秆粉末的比例为 14mL/g;③提取温度为 80℃;④提取液pH值为 1.0,⑤提取时间2h,⑥沉淀果胶时,提取液中乙醇的浓度为50%时,从烟草秸秆中提取果胶的提取率最高,为 9.4%。
2 烟草秸秆开发利用的展望
2.1 利用烟草秸秆栽培菌类
烟杆质地坚硬,硬度与木材相近,木质化程度高,是菌类生产的主要影响因素之一,可以作为平菇栽培的培养基。将烟草秸秆粉碎成不超过0.5cm的颗粒状物,与其他培养材料一起浸泡装袋,作为菌类的培养料。通过实验,当添加烟草秸秆比例<30%时,平菇菌丝生产与不添加烟草秸秆生产无差异,当添加烟草秸秆比例>40%,烟草秸秆对平菇的生产开始出现抑制作用,并且抑制作用与浓度增加成正比;同时,当添加烟草秸秆比例<10%时,平菇菌丝产量与不添加烟草秸秆相比较,产量略有增加,当添加烟草秸秆比例<30%时,产量无差异,当添加烟草秸秆比例>40%,平菇产量明显下降。研究结果说明,培养材料中添加一定比例的烟草秸秆,对平菇的生产具有一定的促进作用。
2.2 利用烟草秸秆提取低聚木糖
低聚木糖是一种功能性寡糖,被作为食品添加剂应用于食品中,起到降低血压、血糖、血脂,调节肠道和提高免疫力的作用。烟草秸秆中的半纤维素可以作为提取木聚糖的原料。目前,利用烟草秸秆提取木聚糖的方法主要有2种:一是利用酸水解法、蒸汽爆破法、微波降解法、蒸煮法等方法降解原料;二是先利用理化方法进行预处理,再进行酶水解。由于烟草秸秆中半纤维素的含量约为20%,因此从烟草秸秆中提取低聚木糖有很大的研究价值,也有着一定的前景和可观的经济效益。
3 结语
我国目前对烟草秸秆的再利用主要有:秸秆堆肥还田、制浆造纸、制备活性炭、提取果胶、栽培菌类、提取低聚木糖等,不仅可以解决我国原料的紧缺现状,还可以减少烟草秸秆废弃带来的环境污染。同时,也应该看到,我国在烟草秸秆的应用方面还有些不足:(1)技术方面有待提高。在果胶提取率方面,我国的技术还不完善,应加强技术的提高,进而提高烟草秸秆的利用价值。(2)加强技术推广。对烟草秸秆的综合利用,不能停留于试验室阶段,应加强技术推广,将技术应用于企业的实际生产当中,为企业带来一定的经济效益。